PENGARUH ph TERHADAP PRODUKSI ASETON DARI LIMBAH CAIR TAPIOKA DENGAN FOTOKATALIS TiO2-Mn

Transkripsi

1 SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI Pemantapan Riset Kimia dan Asesmen Dalam Pembelajaran Berbasis Pendekatan Saintifik Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP UNS Surakarta, 21 Juni 2014 MAKALAH PENDAMPING KIMIA LINGKUNGAN PENGARUH ph TERHADAP PRODUKSI ASETON DARI LIMBAH CAIR TAPIOKA DENGAN FOTOKATALIS TiO2-Mn Kapti Riyani 1, Tien Setyaningtyas 1, Dian Windy D. 1, dan Dian Ayu P.T 1* 1 Fakultas Sain dan Teknik, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto, Indonesia * Keperluan korespondensi, dianayutimur@gmail.com ABSTRAK Teknologi fotokatalis menggunakan bahan semikonduktor seperti TiO 2 untuk mengatasi permasalahan polutan limbah cair organik yang menghasilkan gas CO 2 dan H 2O telah banyak dilakukan. Namun, CO 2 yang dihasilkan ini belum banyak dimanfaatkan dan dapat berbahaya bagi lingkungan karena merupakan senyawaan yang termasuk dalam greenhouse effect yang dapat memicu terjadinya pemanasan global. Untuk mencegah hal tersebut, maka dilakukan pengolahan lebih lanjut terhadap gas CO 2 menggunakan fotokatalis TiO 2-Mn melalui proses fotoreduksi dengan menghasilkan senyawaan karbon seperti aseton. Kecepatan proses fotoreduksi menggunakan fotokatalis biasanya dipengaruhi oleh aktivitas fotokatalitiknya. Aktivitas fotokatalitik suatu fotokatalis dipengaruhi oleh ph, konsentrasi, suhu, dan intensitas sinar yang digunakan selama reaksi berlangsung. Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui penambahan doping logam Mn yang optimum dalam fotokatalis TiO 2 dan variasi ph yang optimum dalam limbah cair tapioka terhadap konsentrasi aseton yang dihasilkan. Proses produksi aseton dari limbah cair tapioka terbukti dapat dilakukan dengan menambahkan fotokatalis TiO 2-Mn dalam limbah cair tersebut. Fotokatalis TiO 2-Mn yang memberikan aktivitas terbesar dalam menghasilkan aseton adalah fotokatalis TiO 2-Mn dengan perbandingan rasio mol (99:1) yang menghasilkan aseton dengan konsentrasi sebesar 6,101X10-3 μmol dan meningkat menjadi 6.204X10-3 μmol pada kondisi ph medium 7 yang merupakan kondisi ph optimum dalam proses produksi aseton dari limbah cair tapioka. Kata Kunci: Fotokatalis, Fotoreduksi, Tapioka, Aseton 7000 mg/l [1]. Semakin tingginya nilai COD PENDAHULUAN Industri pengolahan ubi kayu menjadi limbah cair tapioka memungkinkan semakin tapioka biasanya menghasilkan limbah cair tinggi produksi CO 2 sebagai hasil degradasi yang berasal dari proses pencucian, ekstraksi, bahan organik yang ada dengan dan pengendapan dengan kandungan menggunakan fotokatalis TiO 2 [2]. senyawa organik yang cukup tinggi. Tingginya kandungan senyawa organik pada limbah cair tapioka dapat dilihat dari tingginya nilai COD Penambahan doping logam merupakan proses memasukkan elemen asing pada crystal dari limbah cair ini yaitu sebesar 3000 sampai SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 519

2 lattice point dari material host, seperti TiO 2. Penambahan doping (logam atau non -logam) juga akan mempengaruhi besarnya energi celah pita ( band gap) jika dibandingkan dengan band gap dari fotokatalis TiO 2 murninya [3]. Doping ion logam dapat memperbesar respon TiO 2 terhadap spektrum sinar tampak dengan memperkecil band gap dari fotokatalis TiO 2 [4]. Penambahan doping logam Mn terbukti dapat menurunkan energi celah pita fotokatalis TiO 2 dari 3,23 ev menjadi 1,60-1,61 ev sehingga mampu menggeser serapan TiO 2 ke daerah sinar tampak pada panjang gelombang nm [5]. Proses produksi aseton dari limbah cair tapioka dilakukan dengan memanfaatkan CO 2 hasil degradasi senyawa organik melalui proses fotooksidasi yang melibatkan hole (h + ) di pita valensi fotokatalis TiO 2 [2] dan kemudian dilanjutkan dengan proses fotoreduksi yang memanfaatkan elektron di pita konduksi fotokatalis TiO 2 [6]. Proses fotoreduksi CO 2 yang berasal dari KHCO 3 dalam skala laboratorium telah banyak dilakukan dengan menggunakan fotokatalis TiO 2 menghasilkan metana (CH 4), metanol (CH 3OH), dan karbon monoksida (CO) [7]. Penambahan doping logam juga berpengaruh terhadap jenis senyawa karbon yang dihasilkan, penambahan doping logam seperti perak (Ag) akan menghasilkan metana (CH 4), doping logam platina (Pt) menghasilkan etanol, doping logam Cu dan Ag, doping logam Co, dan doping logam Mn dan Cu menghasilkan metanol [8-11]. Proses fotoreduksi karbon dioksida menjadi metanol atau senyawa karbon lainnya diawali dengan Absorpsi foton pada permukaan fotokatalis akan menghasilkan elektron dan hole. Hole yang terbentuk pada awalnya akan bereaksi dengan air sehingga menghasilkan ion hidrogen (H + ) dan oksigen. Disamping itu juga menghasilkan elektron yang mungkin akan digunakan untuk proses reduksi H + membentuk H. Pada waktu yang bersamaan ion logam akan mengadsorpsi CO 2, dan akan terjadi interaksi antara H dan H + yang diadsorpsi dari CO 2 pada permukaan ion logam sehingga menghasilkan metanol atau senyawa karbon lainnya [3]. METODE Bahan dan alat yang digunakan Sumber logam mangan (Mn) (prekursor) yang digunakan sebagai doping pada fotokatalis TiO 2 Merck adalah MnSO 4.2H 2O, asam perklorat 10% sebagai pemberi suasana asam, aquades dan aqua demineralisasi sebagai pelarut, aseton absolute sebagai standar, HCl dan NaOH 1M sebagai pengatur derajat keasaman, dan limbah cair tapioka sebagai sumber CO 2. Substrat kaca yang digunakan sebagai sampel pelapisan fotokatalis TiO 2-Mn adalah kaca berukuran 4cm X 9 cm dengan ketebalan 3 mm. Identifikasi aseton yang dihasilkan dari fotoreduksi limbah cair tapioka dianalisis menggunakan GC Shimadzu 2014 dengan detektor FID, kolom RESTEK tipe Rtx -5 dengan temperatur yang diatur secara konstan sebesar 120 C, dan gas pembawa berupa Helium (He) dan Hidrogen (H 2) dengan tekanan yang digunakan masing-masing sebesar 100 Kpa. Sintesis fotokatalis TiO 2-Mn Fotokatalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah TiO 2-Mn dengan perbandingan rasio mol TiO 2 dan mangan (Mn) sebesar 99:1, 98:2; 97:3; dan 96:4 yang SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 520

3 disintesis dengan menggunakan metode fotodeposisi. Proses pendopingan dilakukan dengan cara menimbang TiO 2 sebanyak 3 gram, kemudian dibentuk suspensi melalui penambahan 100 ml aquademin. ph suspensi tersebut kemudian disesuaikan hingga berada pada ph 3 dengan penambahan asam perklorat 10%. Supensi TiO 2 dengan ph 3 selanjutnya ditambahkan MnSO 4.2H 2O sebagai sumber mangan sebanyak perbandingan rasio mol sebesar 1, 2, 3, dan 4 terhadap TiO 2. Campuran kemudian disinari dengan lampu UV selama 3 jam dan selajutnya dikeringkan dengan hot plate dan oven. Padatan kering kemudian digerus dengan mortar dan dikalsinasi pada suhu 400 C selama 6 jam di dalam vacuum furnace. Imobilisasi fotokatalis TiO 2 dan TiO 2-Mn pada gelas Plat kaca berukuran 4 cm 9 cm dimasukkan ke dalam suspensi TiO 2 atau TiO 2-Mn 99:1; 98:2; 97:3; dan 96:4 dengan konsentrasi 40% (b/v). Plat kaca yang telah terlapisi selanjutnya dikeringkan dengan hair dryer hingga lapisan benar-benar kering, dan selanjutnya dipanaskan pada suhu 300 C selama 3 jam. Penentuan perbandingan optimum komposisi TiO 2 dan TiO 2-Mn Metode penentuan perbandingan optimum komposisi TiO 2 dan TiO 2-Mn diawali dengan pengujian gas hasil degradasi limbah cair tapioka menggunakan lampu tungsten, tanpa penambahan fotokatalis sebagai kontrol. Dimana pengujian kontrol dilakukan dengan cara, sebanyak 300 ml sampel limbah cair tapioka dimasukkan ke dalam reaktor dan selanjutnya dimasukkan ke dalam ruangan yang telah dilengkapi dengan lampu tungsten. Sampel kemudian disinari sambil diaduk selama 25 jam dan dilakukan injeksi gas sebanyak 4 ml. Gas yang dihasilkan kemudian dimasukkan ke dalam vial dan dianalisa menggunakan kromatografi gas untuk mendeteksi adanya senyawaan karbon yang terbentuk. Perlakuan yang sama selanjutnya dilakukan dengan menambahkan lapis tipis fotokatalis TiO 2; TiO 2-Mn (99:1); TiO 2-Mn (98:2); TiO 2-Mn (97:3); dan TiO 2-Mn (96:4) untuk menentukan perbandingan optimum komposisi TiO 2 dan TiO 2-Mn. Lapis tipis TiO 2 atau TiO 2-Mn kemudian dikaitkan pada lubang pengait menggunakan kawat. Posisi lapis tipis TiO 2 atau TiO 2-Mn dalam reaktor yaitu terendam sebagian pada sampel limbah cair tapioka dan sebagian lainnya berada pada bagian atmosfer dalam reaktor. Cara pemasangan lapis tipis fotokatalis TiO 2 atau TiO 2-Mn dipasang pada reaktor sesuai pada Gambar Keterangan Gambar: 1. Lampu tungsten 2. Lubang pengait dan tutup 3. Kawat pengait lapis tipis 4. Batas pengisisan sampel 5. Magnetic stirrer 6. Hot plate stirrer 7. Klem injeksi bawah 8. Klem injeksi atas 9. Lapis tipis TiO 2 atau TiO 2-Mn 10.Reaktor SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 521

4 Gambar 1. Rangkaian lapis tipis dalam reaktor. Gas yang dihasilkan dari proses fotoreduksi CO 2 hasil degradasi limbah cair tapioka menggunakan fotokatalis TiO 2 atau TiO 2-Mn selanjutnya dihitung dan ditentukan konsentrasi dari gas tersebut. Fotokatalis TiO 2 atau TiO 2-Mn yang memberikan konsentrasi tertinggi dari gas metanol atau senyawaan karbon lainnya merupakan fotokatalis dengan perbandingan optimum. Pengaruh variasi ph limbah cair tapioka Sebanyak 300 ml limbah cair tapioka dimasukkan ke dalam reaktor. Limbah tersebut selanjutnya divariasikan phnya. Variasi ph yang digunakan yaitu 3, 5, 7, 9, dan 11 yang dilakukan dengan penambahan HCl atau NaOH 1M. Reaktor yang berisi limbah cair tapioka selanjutnya dilengkapi dengan lapis tipis fotokatalis TiO 2-Mn dengan perbandingan optimum. Reaktor selanjutnya disinari menggunakan lampu tungsten sambil diaduk menggunakan hot plate stirrer. Penyinaran dilakukan selama 25 jam dan dilakukan injeksi gas yang dihasilkan sebanyak 4 ml. Gas yang dihasilkan selanjutnya dimasukkan ke dalam vial dan dianalisis menggunakan kromatografi gas untuk mendeteksi adanya metanol atau senyawaan karbon lainnya. Konsentrasi gas yang diperoleh selanjutnya ditentukan dan digunakan untuk mengetahui pengaruh ph limbah cair tapioka dengan memplotkan kondisi ph yang digunakan terhadap konsentrasi gas yang dihasilkan. Kondisi ph yang memberikan konsentrasi tertinggi dari gas metanol atau senyawaan karbon lainnya merupakan kondisi ph optimum untuk proses fotoreduksi limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2-Mn menggunakan lampu tungsten. HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi gas aseton Gambar 2. Kromatogram aseton (a) dalam sampel dan (b) dalam larutan standar Identifikasi gas aseton sebagai hasil fotoreduksi CO 2 yang berasal dari proses fotodegradasi limbah cair tapioka dapat dilakukan dengan cara membandingkan waktu retensi antara sampel dan standar yang dihasilkan pada kromatogram, dimana waktu retensi adalah waktu yang diperlukan oleh senyawa untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor. Waktu retensi yang dimiliki oleh sampel gas yang dihasilkan melalui proses fotoreduksi limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2-Mn menggunakan lampu tungsten yaitu berkisar antara 2,5 menit yang dapat dilihat pada kromatogram yang dihasilkan (Gambar 2 (a). Jika dibandingkan dengan larutan aseton 10% yang diinjeksikan sebagai larutan standar maka dapat disimpulkan bahwa gas yang dihasilkan SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 522

5 berupa aseton, karena keduanya memiliki waktu retensi yang sama yaitu berkisar antara 2,5 menit yang dapat terlihat pada kromatogram yang dihasilkan (Gambar 2 (b) Penentuan perbandingan optimum komposisi TiO 2 dan TiO 2-Mn Pengujian penentuan perbandingan optimum komposisi TiO 2 dan TiO 2-Mn dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan TiO 2 dan dopan logam Mn pada fotokatalis TiO 2 serta untuk mendapatkan rasio perbandingan mol TiO 2-Mn yang paling optimum. Fotokatalis yang digunakan dalam proses fotoreduksi CO 2 hasil degradasi limbah cair tapioka adalah TiO 2 (Merck) dan TiO 2-Mn dengan perbandingan rasio mol TiO 2:Mn sebesar (99:1); (98:2); (97:3); dan (96:4) dalam bentuk lapis tipis pada substrat kaca. Hasil penelitian membuktikan bahwa gas aseton dihasilkan dari proses fotooksidasi limbah cair tapioka yang menghasilkan CO 2 dan dilanjutkan dengan proses fotoreduksi CO 2 sehingga menghasilkan aseton. Hal ini dibuktikan dengan tidak adanya gas aseton yang dihasilkan pada limbah cair tapioka yang tidak dilengkapi dengan lapis tipis fotokatalis TiO 2 sebagai kontrol. Penambahan doping logam Mn dalam fotokatalis TiO 2 juga memiliki pengaruh yang besar terhadap perubahan aktivitas fotokatalitiknya sehingga berpengaruh pula terhadap konsentrasi aseton yang didapatkan. Karena energi band gap dari fotokatalis TiO 2 Merck sebesar 3,23 ev maka fotokatalis ini memiliki aktivitas yang tinggi dibawah sinar UV, sehingga penggunaan lampu tungsten sebagai sumber sinar tampak mengakibatkan semakin rendahnya konsentrasi yang aseton yang dihasilkan jika dibandingkan dengan fotokatalis TiO 2 doping logam Mn dengan rasio mol 99:1, 98:2, 97:3, dan 96:4. Konsentrasi aseton yang dihasilkan pada proses fotoreduksi limbah cair tapioka menggunakan TiO 2 (Merck) sebesar 5,963X10-3 μmol. Penambahan doping logam Mn pada fotokatalis TiO 2 akan memberikan perubahan pada energi band gap yang dimiliki fotokatalis TiO 2 menjadi 1,60-1,61 ev sehingga memiliki aktivitas yang tinggi dibawah lampu tungsten sebagai sumber sinar tampak [5]. Fotokatalis TiO 2:Mn dengan rasio mol 99:1 yaitu sebesar 6,101X10-3 μmol lebih besar, jika dibandingkan dengan TiO 2:Mn dengan rasio mol 98:2, 97:3, dan 96:4 yang masing-masing menghasilkan aseton dengan konsentrasi, 6,034X10-3, 6,001X10-3, dan 5,985X10-3 μmol. Secara umum berdasarkan hasil penelitian (Gambar 3 dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi logam Mn yang ditambahkan, maka semakin kecil konsentrasi aseton yang dihasilkan sebagai hasil fotoreduksi dari hasil degradasi limbah cair tapioka. Konsentrasi Aseton (μmol) kon Fotokatalis TiO2/Mn Gambar 3. Diagram konsentrasi aseton sebagai hasil fotoreduksi CO 2 hasil degradasi limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2- Mn menggunakan lampu tungsten. SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 523

6 Penambahan doping logam Mn dengan konsentrasi yang semakin tinggi, dapat menurunkan kemampuan fotokatalis tersebut. Konsentrasi doping yang tinggi memiliki jumlah struktur defect yang besar dan menciptakan perangkap yang lebih banyak. Hal ini mengakibatkan pembawa muatan yang terbentuk sebagai hasil induksi energi pada fotokatalis TiO 2 dapat terjebak lebih dari satu kali dalam perjalanannya menuju ke permukaan TiO 2, sehingga mobilitas mereka menjadi sangat rendah dan mengalami rekombinasi sebelum mencapai permukaan fotokatalis. Ditambah lagi, perangkapperangkap yang terbentuk saling berdekatan sehingga menambah jumlah pembawa muatan ke permukaan TiO 2 berekombinasi, yang mengakibatkan efektivitas TiO 2 dengan perbandingan Mn yang tinggi menjadi berkurang [5]. Proses fotoreduksi limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2:Mn diawali dengan proses fotooksidasi limbah cair tapioka oleh radikal hidroksil yang dihasilkan dari reaksi antara hole dengan ion hidroksil (Persamaan (2.4)). Radikal hidroksil ( OH) yang terbentuk selanjutnya menyerang polutan organik yang ada di dalam limbah cair tapioka melalui proses fotooksidasi sehingga menghasilkan CO 2 dan H 2O [12]. Gas CO 2 yang dihasilkan dari proses fotooksidasi limbah cair tapioka selanjutnya akan teradsorbsi ke permukaan fotokatalis TiO 2-Mn dengan cara membentuk ikatan antara atom O yang kaya akan elektron dan ion logam Mn yang menempel pada permukaan TiO 2. Gas CO 2, selanjutnya mengalami fotoreduksi menjadi aseton yang disebabkan adanya serangan oleh radikal hidrogen dan radikal metil. Radikal hidrogen dihasilkan dari reaksi antara elektron pada TiO 2 dengan ion hidrogen. TiO 2 (e - ) + H + H Radikal metil dihasilkan dari CO 2 yang bereaksi dengan 7 radikal hidrogen [13]. CO H HCOOH HCOOH + 2 H H-CO-H + H 2O H-CO-H + H H- C(OH)-H H- C(OH)-H + H CH 3OH CH 3OH + H CH 3 + H 2O Proses fotoreduksi CO 2 menjadi aseton merupakan reaksi perubahan C 1 (CO 2) menjadi C 3 (C 3H 6O). reaksi tersebut merupakan reaksi yang terjadi karena adanya rekombinasi dari CH 3 [13]. Perubahan C 1 menjadi C 3 terjadi karena proses fotoreduksi CO 2 merupakan proses yang komplek, melibatkan banyak transfer e - dan tidak selektif [8]. Ketidakselektifan reaksi ini terjadi karena, reaksi ini banyak melibatkan molekul radikal yang sangat reaktif yang dengan sangat mudah berinteraksi dengan molekul lain dengan adanya hυ ataupun kalor sehingga banyak kemungkinan produk yang akan terbentuk dari proses fotoreduksi CO 2 selain aseton, seperti etanol, metanol, formaldehid, asam format, metana, dan etana. Aktivitas dan selektivitas proses fotoreduksi CO 2 menjadi C 1, C 2, atau C 3 dipengaruhi oleh konsentrasi dari fotokomponen yang digunakan, jumlah katalis, ph medium, dan jenis katalis yang digunakan [14,13]. Pengaruh variasi ph limbah cair tapioka Hasil pengujian pengaruh ph medium pada proses fotoreduksi CO 2 hasil degradasi limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2-Mn SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 524

7 (99:1) (Gambar 4, menunjukkan bahwa limbah cair tapioka dengan ph 7 (netral) memberikan hasil konsentrasi aseton yang tertinggi yaitu 6,204X10-3 μmol dibandingkan dengan limbah cair tapioka dengan ph 3, 5, 9, 11, dan ph 4 yang merupakan kondisi ph awal dari limbah tersebut. Berdasarkan hasil penelitian terlihat bahwa jika ph limbah cair tapioka bersifat asam atau basa maka akan menghasilkan aseton dengan konsentrasi yang cukup kecil jika dibandingkan dengan limbah cair tapioka pada ph netral. Konsentrasi Aseton (μmol) Gambar 4. Diagram konsentrasi aseton sebagai hasil fotoreduksi CO 2 hasil degradasi limbah cair tapioka menggunakan fotokatalis TiO 2-Mn (99:1) dengan variasi ph 3, 5, 7, 9, dan 11. Muatan fotokatalis TiO 2 ph Limbah Cair Tapioka dalam suatu larutan sangat dipengaruhi oleh kondisi ph larutan. Nilai ph pada larutan dimana semikonduktor tidak bermuatan disebut dengan ph pzc. Nilai ph pzc dari fotokatalis TiO 2 adalah sebesar 6,25. Berdasarkan nilai ph pzc tersebut maka dapat diketahui bahwa permukaan TiOH akan tetap bermuatan positif pada ph medium kurang dari 6,25 dan bermuatan negatif pada ph medium lebih dari 6,25 [15]. TiOH + H + TiOH + 2 TiOH + OH - TiO - +H 2O Adanya muatan pada permukaan fotokatalis TiO 2 ini dapat berpengaruh pada jumlah elektron yang dilepaskan dan radikal CO 2 yang dihasilkan [14]. Semakin tinggi ph suatu larutan, maka semakin mudah fotokatalis TiO 2 melepaskan elektron dan membentuk hole yang berperan dalam proses fotooksidasi dan fotoreduksi limbah cair tapioka sehingga menghasilkan gas hidrokarbon yang berupa aseton. Selain itu, jumlah ion H + dan OH - yang terkandung dalam medium juga berpengaruh dalam proses fotooksidasi dan fotoreduksi. Konsentrasi aseton yang dihasilkan pada ph 3, 5, 9, dan 11 secara berturut-turut yaitu 6,034X10-3 ; 6,121X10-3 ; 6,016X10-3 ; dan 6,043X10-3 μmol. Kondisi medium pada ph 7 atau lebih dikenal dengan kondisi netral merupakan kondisi dimana jumlah ion H + dan OH - berada pada kondisi yang setimbang. Pada kondisi ini permukaan fotokatalis TiO 2 berada sebagai TiO - karena ph medium berada diatas nilai ph pzc dari fotokatalis TiO 2. TiO - lebih mudah melepaskan elektron yang selanjutnya terjebak di dalam ion logam Mn dan bereaksi dengan ion H + membentuk radikal H dengan jumlah yang lebih banyak. Radikal H yang terbentuk, selanjutnya dapat mereduksi CO 2 yang teradsorpsi oleh permukaan TiO 2 dan terikat pada ion logam Mn menjadi CH 3 dan aseton. Banyaknya jumlah aseton yang terbentuk sebagai hasil fotoreduksi limbah cair tapioka juga dipengaruhi oleh banyaknya ion OH - yang bereaksi dengan hole membentuk radikal OH. SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 525

8 Radikal OH selanjutnya dapat mengoksidasi senyawa organik yang terkandung dalam limbah cair tapioka sehingga menghasilkan gas CO 2. Adanya kondisi yang setimbang antara jumlah ion H + dan OH - dapat diasumsikan sebagai kondisi optimum untuk menghasilkan aseton dari limbah cair tapioka dengan konsentrasi yang cukup tinggi, hal ini dikarenakan terdapat dua proses yang saling berhubungan yaitu, fotooksidasi yang menghasilkan gas CO 2 dan dilanjutkan dengan fotoreduksi yang menghasilkan gas aseton melalui pembentukan radikal CH 3. KESIMPULAN Fotokatalis TiO 2 yang didoping dengan logam Mn dengan rasio mol 99:1 merupakan fotokatalis TiO 2-Mn dengan perbandingan rasio mol yang optimum untuk produksi aseton dari limbah cair tapioka dengan menghasilkan gas aseton sebesar 6,101X10-3 μmol per 300 ml limbah. Penambahan NaOH 1M hingga ph limbah cair tapioka menjadi 7 merupakan kondisi ph yang paling optimum digunakan untuk meningkatkan produksi aseton dari limbah cair tapioka dengan fotokatalis TiO 2-Mn (99:1) dengan konsentrasi aseton yang dihasilkan sebesar 6,204X10-3 μmol dari 300 ml limbah. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih penulis ucapkan kepada DIPA UNSOED atas biaya penelitian yang diberikan melalui Riset Unggulan tahun DAFTAR RUJUKAN [1] Widayanto, T. dan Sriyani, 2008, Pengolahan Limbah Cair Industri Tapioka dengan Menggunakan Metode Elektroflokulasi, [2] Riyani, K. dan T. Setyaningtyas, 2010, Molekul, 5 (1), [3] Zaleska, A., 2008, Recent Patents on Engineering, 2, [4] Setiawati, et al., 2006, Jurnal Sains Materi Indonesia, pp [5] Irawan, A. D. S., 2013, Penurunan Kadar Krom (VI) dengan Fotokatalis TiO2-Mn menggunakan Sinar Lampu UV dan Lampu Tungsten, Skripsi, UNSOED. [6] Slamet, H. W. Nasution, E. Purnama, K. Riyani, dan J. Gunlazuardi, 2009, world Applied Sciences Journal, 6 (1), [7] Anpo, M., H. Yamashita, Y. Ichihashi, and S. Ehara, 1995, Journal of Electroanalytical Chemistry, [8] Rajalakshmi, K., 2011, Photocatalytic Reduction of Carbon Dioxide in Conjuction with Decomposition of Water on Oxide Semiconductor Sufaces, Tesis, Indian Institute of Technology, Madras. [9] Tseng, I., W. Chang, and J.C.S. Wu, 2002, Apllied Catalysts B: Environmental 37, [10] Tahir, M. and N.S. Amin, 2013, Energy Conversion and Management, [11] Richardson, P.I., M.L.N. Perdigoto, W. Wang, and R.J.G. Lopes, 2012, Applied Catalysis B: Environmental, [12] Slamet, S. Bismo, Rita A., dan Zulaina, S., 2006, Jurnal Teknologi, Fakultas Teknik, Depok, UI. SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 526

9 [13] Subrahmanyam, M., S. Keneco, and N. Alvoso-Vante, 1999, Applied Catalyst B: Environmental, 23, [14] Wahyuni, E.T., Jumina, and S. Triono, 2012, J. Chem. Chem. Eng, 6, [15] Naeem, K. and O. Feng, 2009, Journal of Environmental Sciences. 21, TANYA JAWAB Nama Penanya : Gede Agus Beni Widana Nama Pemakalah Pertanyaan : : Dian Ayu P 1.Mengapa menggunakan fase anatase? Apa kelebihan fase anatase dan rutile? 2.Fase katalis yang dibuat metode doping atau impregnasi? Jawaban : 1.Fase anatase digunakan pada penelitian ini karena konsumsi energi untuk pembentukan fasa anatase lebih rendah yaitu berkisar antar C C. Selain itu, fasa anatase juga mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga akan menurunkan aktivitas fotokatalitik dari TiO 2 2.Fotokatalis TiO 2-Mn yang disintesis adalah dengan metode doping yang dapat diketahui dari energi band gap fotokatalis TiO 2-Mn yang hanya berada pada satu serapan level energi band gap yaitu 1,60 atau 1,61 ev SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 527